实验报告五 查找的相关操作
1 #include <iostream> 2 #include <stdio.h> 3 #include <stdlib.h> 4 #define INFINITY INT_MAX 5 #define MAXSIZE 20 6 7 using namespace std; 8 //1.折半查找 9 typedef int KeyType; 10 typedef struct 11 { 12 KeyType key; 13 char data1; 14 }ElemType; 15 typedef struct 16 { 17 ElemType data[MAXSIZE]; 18 int length; 19 20 }SeqList; 21 22 void createSeqList(SeqList &l) 23 { 24 cout<<"请输入关键字个数"<<endl; 25 cin>>l.length; 26 cout<<"请顺序输入一组有序的数据及其关键字（key,data1）"<<endl; 27 for (int i=1;i<=l.length;i++) 28 { 29 scanf("%d%c",&l.data[i].key,&l.data[i].data1); 30 } 31 } 32 33 int Search_Bin(SeqList &l,KeyType key) 34 { 35 int low=1,high=l.length; 36 int mid; 37 while (low<=high) 38 { 39 mid=(low+high)/2; 40 if (key == l.data[mid].key) 41 return mid; 42 else if (key < l.data[mid].key ) 43 high=mid-1; 44 else 45 low=mid+1; 46 } 47 return 0; 48 } 49 //2.二叉排序树 50 typedef struct BiTNode 51 { 52 ElemType data; 53 struct BiTNode *left,*right; 54 }BiTNode,*BiTree; 55 56 // 查找二叉排序树 57 int SearchBST(BiTree t,KeyType key,BiTree f,BiTree &p) 58 { 59 if (!t) {p=f;return 0;} 60 else if (key==t->data.key){p=t;return 1;} 61 else if (key <t->data.key) 62 return SearchBST(t->left,key,t,p); 63 else return SearchBST(t->right,key,t,p); 64 } 65 // 插入一个数据到二叉排序树 66 int InsertBST(BiTree &t,ElemType e) 67 { 68 BiTree p,s; 69 if (!SearchBST(t,e.key,NULL,p)) 70 { 71 s=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); 72 s->data.key=e.key; 73 s->data.data1=e.data1; 74 s->left=s->right=NULL; 75 if (!p) 76 t=s; 77 else if (e.key < p->data.key ) 78 p->left=s; 79 else 80 p->right=s; 81 return 1; 82 } 83 else 84 return 0; 85 } 86 // 循环插入一组数据，建立二叉排序树 87 void InsertBST_for() 88 { 89 void InOrderTraverse(BiTree &t); 90 void DeleteBST(BiTree &t,KeyType key); 91 BiTree t; 92 t=NULL; 93 ElemType e; 94 int n; 95 cout<<"请输入您要输入的数据个数"<<endl; 96 cin>>n; 97 cout<<"请依次输入您要插入的数据及其关键字（key,data1）"<<endl; 98 for (int i=0;i<n;i++) 99 { 100 cin>>e.key>>e.data1; 101 InsertBST(t,e); 102 } 103 cout<<"中序遍历输出的结果为："<<endl; 104 InOrderTraverse(t); 105 cout<<"请输入您要删除的某一元素的关键字"<<endl; 106 KeyType key; 107 cin>>key; 108 DeleteBST(t,key); 109 cout<<"删除指定元素后的中序遍历结果为："<<endl; 110 InOrderTraverse(t); 111 112 113 114 115 } 116 // 中序遍历二叉排序树 117 void InOrderTraverse(BiTree &t) 118 { 119 if (t) 120 { 121 InOrderTraverse(t->left); 122 cout<<t->data.key<<" "; 123 InOrderTraverse(t->right); 124 } 125 } 126 // 二叉排序树删除:删除某一指定结点 127 int Delete(BiTree &p) 128 { 129 BiTree q,s; 130 if (!p->right) 131 { 132 q=p; 133 p=p->left; 134 free(q); 135 } 136 else if (!p->right) 137 { 138 q=p; 139 p=p->right; 140 free(q); 141 } 142 else 143 { 144 q=p; 145 s=p->left; 146 while (s->right) 147 { 148 q=s; 149 s=s->right; 150 } 151 p->data.key=s->data.key; 152 p->data.data1=s->data.data1; 153 154 if (q!=p) 155 q->right=s->left; 156 else 157 q->left=s->left; 158 delete(s); 159 160 } 161 return 1; 162 } 163 // 删除某关键字 164 int DeleteBST(BiTree &t,KeyType key) 165 { 166 if (!t) 167 return 0; 168 else 169 { 170 if (key == t->data.key ) 171 return Delete(t); 172 else if (key < t->data.key) 173 return DeleteBST(t->left,key); 174 else 175 return DeleteBST(t->right,key); 176 } 177 return 1; 178 } 179 // AVL 180 typedef struct BSTNode 181 { 182 ElemType data; 183 int bf; 184 struct BSTNode *left,*right; 185 }BSTNode,*BSTree; 186 187 // 右旋 188 void R_Rotate(BSTree &p) 189 { 190 BSTree lc; 191 lc=p->left; 192 p->left=lc->right; 193 lc->right=p; 194 p=lc; 195 196 } 197 //左旋 198 void L_Rotate(BSTree &p) 199 { 200 BSTree lc; 201 lc=p->right; 202 p->right=lc->left; 203 lc->left=p; 204 p=lc; 205 } 206 //左平衡 207 void LeftBalance(BSTree &t) 208 { 209 BSTree lc,rd; 210 lc=t->left; 211 switch(lc->bf) 212 { 213 case 1: 214 t->bf=lc->bf=0; 215 R_Rotate(t); 216 break; 217 case -1: 218 rd=lc->right; 219 switch(rd->bf) 220 { 221 case 1: 222 t->bf=-1; 223 lc->bf=0; 224 break; 225 case 0: 226 t->bf=lc->bf=0; 227 break; 228 case -1: 229 t->bf=0; 230 lc->bf=1; 231 break; 232 } 233 rd->bf=0; 234 L_Rotate(t->left); 235 R_Rotate(t); 236 } 237 238 } 239 //右平衡 240 void RightBalance(BSTree &t) 241 { 242 BSTree lc,rd; 243 lc=t->right; 244 switch(lc->bf) 245 { 246 case 1: 247 rd=lc->left; 248 switch(rd->bf) 249 { 250 case 1: 251 t->bf=0; 252 lc->bf=-1; 253 break; 254 case 0: 255 t->bf=lc->bf=0; 256 break; 257 case -1: 258 t->bf=1; 259 lc->bf=0; 260 break; 261 } 262 rd->bf=0; 263 R_Rotate(t->right); 264 L_Rotate(t); 265 break; 266 case -1: 267 t->bf=lc->bf=0; 268 L_Rotate(t); 269 } 270 271 } 272 //插入建立平衡二叉排序树 273 int InsertAVL(BSTree &t,ElemType e,bool taller) 274 { 275 if (!t) 276 { 277 t=(BSTree )malloc(sizeof(BSTNode)); 278 t->bf=0; 279 t->left=t->right=NULL; 280 t->data.data1=e.data1; 281 t->data.key=e.key; 282 taller=true;//树长高则为正 283 } 284 else 285 { 286 if (e.key==t->data.key) 287 { 288 taller=false; 289 return 0; 290 } 291 if (e.key < t->data.key) 292 { 293 if (!InsertAVL(t->left,e,taller)) 294 return 0; 295 if (taller) 296 { 297 switch(t->bf) 298 { 299 case 1: 300 LeftBalance(t); 301 taller=false; 302 break; 303 case 0: 304 t->bf=1; 305 taller=true; 306 break; 307 case -1: 308 t->bf=0; 309 taller=false; 310 break; 311 } 312 } 313 } 314 else 315 { 316 if (!InsertAVL(t->right,e,taller)) 317 return 0; 318 if (taller) 319 { 320 switch(t->bf) 321 { 322 case 1: 323 t->bf=0; 324 taller=false; 325 break; 326 case 0: 327 t->bf=-1; 328 taller=true; 329 break; 330 case -1: 331 RightBalance(t); 332 taller=false; 333 break; 334 } 335 } 336 } 337 } 338 return 1; 339 } 340 // 中序遍历平衡二叉排序树 341 void InOrderTraverse_BST(BSTree &t) 342 { 343 if (t) 344 { 345 InOrderTraverse_BST(t->left); 346 cout<<t->data.key<<" "; 347 InOrderTraverse_BST(t->right); 348 } 349 } 350 // 线性探测法建立散列表 351 typedef struct 352 { 353 ElemType data[MAXSIZE]; 354 int count; 355 }HashTable; 356 // 哈希函数 357 int Hash(KeyType k) 358 { 359 int p=13; 360 return k%13; 361 } 362 //发生冲突之后求出下一探查地址 363 void collision(HashTable h,int &p) 364 { 365 p=(p+1+MAXSIZE)%MAXSIZE; 366 } 367 // 在哈希表中查找某关键字 368 int SearchHash(HashTable h,KeyType key,int &p) 369 { 370 p=Hash(key);// 哈西地址 371 while (h.data[p].key!=NULL && key!=h.data[p].key ) 372 collision(h,p); 373 374 if (key==h.data[p].key) 375 return 1; 376 else 377 return 0; 378 379 } 380 // 插入机建立线性探测哈希表 381 int InsertHash(HashTable &h,ElemType e) 382 { 383 int p; 384 h.count=0; 385 if (SearchHash(h,e.key,p)) 386 return 0; 387 else 388 h.data[p].key=e.key; 389 h.data[p].data1=e.data1; 390 h.count++; 391 return 1; 392 } 393 // 遍历输出线线性探测哈希表 394 void TraverseHash(HashTable h) 395 { 396 int i; 397 for (i=0;i<MAXSIZE;i++) 398 cout<<"("<<h.data[i].key<<","<<h.data[i].data1<<")"; 399 cout<<endl; 400 } 401 402 // 外拉链法建立哈希表 403 typedef struct Node 404 { 405 ElemType e; 406 struct Node *next; 407 }Node,HashTable2[MAXSIZE]; 408 // 查找外拉链表 409 int searchHash2(HashTable2 h,ElemType e,int &p) 410 { 411 p=Hash(e.key);// 哈西地址 412 Node *q; 413 q=h[p].next; 414 while (q) 415 { 416 if (q->e.key==e.key) 417 return 1; 418 q=q->next; 419 } 420 return 0; 421 } 422 // 插入建立外拉链表 423 int InsertHash2(HashTable2 h,ElemType e) 424 { 425 int p; 426 Node *q; 427 if (searchHash2(h,e,p)) 428 return 0; 429 else 430 { 431 q=(Node*)malloc(sizeof(Node)); 432 q->e.key=e.key; 433 q->e.data1=e.data1; 434 q->next=h[p].next;//头插法插入元素 435 h[p].next=q; 436 } 437 return 1; 438 } 439 // 遍历外拉链表 440 void TraverseHash2(HashTable2 h) 441 { 442 int i; 443 Node *p; 444 for (i=0;i<MAXSIZE;i++) 445 { 446 p=h[i].next; 447 while (p) 448 { 449 cout<<"("<<p->e.key<<","<<p->e.data1<<")"; 450 p=p->next; 451 } 452 } 453 } 454 455 456 int main() 457 { cout<<"--------------------------------------------------------"<<endl; 458 cout<<"1.Search_Bin():采用折半查找实现某一已知的关键字的查找"<<endl; 459 cout<<"2.InsertBST()&&DeleteBST():插入算法建立二叉排序树并删除某指定元素"<<endl; 460 cout<<"3.InsertAVL():建立AVL树并实现删除某一指定关键字元素"<<endl; 461 cout<<"4.InsertHash():线性探测法建立哈希表"<<endl; 462 cout<<"5.InsertHash2():外拉链法建立哈希表"<<endl; 463 cout<<"--------------------------------------------------------"<<endl; 464 ll1:cout<<"请输入您选择的函数序号"<<endl; 465 int x;cin>>x; 466 ElemType e;int n; 467 switch(x) 468 { 469 case 1: 470 { 471 SeqList l; 472 createSeqList(l); 473 cout<<"请输入任一关键字"<<endl; 474 KeyType key; 475 cin>>key; 476 int location=Search_Bin(l,key); 477 printf("查找位置为：%d\n",location); 478 break; 479 } 480 481 case 2: 482 { 483 InsertBST_for(); 484 break; 485 } 486 487 case 3: 488 { 489 BSTree t1; 490 t1=NULL; 491 cout<<"请输入数据个数"<<endl; 492 cin>>n; 493 cout<<"请输入一组数据（key,data1）以建立平衡二叉树"<<endl; 494 for (int i=0;i<n;i++) 495 { 496 cin>>e.key>>e.data1; 497 InsertAVL(t1,e,false); 498 } 499 cout<<"建立结束，现在中序遍历"<<endl; 500 InOrderTraverse_BST(t1); 501 break; 502 } 503 case 4: 504 HashTable h; 505 for (int i=0;i<MAXSIZE;i++) 506 { 507 h.data[i].key=0; 508 h.data[i].data1='z'; 509 } 510 cout<<"请输入元素个数"<<endl; 511 cin>>n; 512 cout<<"请输入一组关键字（key,data1）"<<endl; 513 for (int i=0;i<n;i++) 514 { 515 cin>>e.key>>e.data1; 516 InsertHash(h,e); 517 } 518 cout<<"建立结束，遍历哈希表,(0,z)表示NULL"<<endl; 519 TraverseHash(h); 520 521 break; 522 523 case 5: 524 HashTable2 h1; 525 for (int i=0;i<MAXSIZE;i++) 526 { 527 h1[i].next=NULL; 528 } 529 cout<<"请输入元素个数"<<endl; 530 cin>>n; 531 cout<<"请输入一组关键字（key,data1）"<<endl; 532 for (int i=0;i<n;i++) 533 { 534 cin>>e.key>>e.data1; 535 InsertHash2(h1,e); 536 } 537 cout<<"建立结束，遍历哈希表"<<endl; 538 TraverseHash2(h1); 539 break; 540 } 541 cout<<"您是否还要继续测试其他函数？y/n"<<endl; 542 fflush(stdin); 543 char z; 544 cin>>z; 545 if (z=='y') 546 goto ll1; 547 else 548 return 0; 549 }